基于围岩分区破裂的巷道冲击地压演化时空序列研究

According to the key question which rock burst occurred frequently in roadway at present，due to the absence of process anatomy of rock burst event，then the pertinence of monitoring and prevention rock burst are low，to have a study on time and space series of rock burst occurred in roadway based on zonal disintegration of surrounding rock mass.To reveal the characteristics of zonal disintegration of surrounding rock mass in roadway with bursting hazard.To ascertain the relation between occurrence of rock burst and zonal disintegration of surrounding rock mass in roadway with bursting hazard.To establish mechanical model of rock burst，and explore the possible area and time of rock burst stat-up.Combining with the rock burst cases，to inverse the transfering characteristics of remainder dynamic load in time coordinate in surrounding rock mass，after the rock burst start-up which arosed by the instability of zonal disintegration of surrounding rock mass in roadway.Based on macro-characteristics of disaster，to inverse-deduce the trajectory of burst energy vector in space coordinate.To reveal the corresponding relation between the symbolic characteristics of burst energy in time series and the symbolic characteristics of burst energy vector in space series.A theoretical basis will be provided to determine objectives and opportunity of rock burst monitoring and prevention by these research.

针对目前对冲击地压事件缺乏过程剖析，造成监测与防治针对性低，冲击地压，尤其是巷道冲击地压灾害频繁发生这一关键问题，开展基于围岩分区破裂的巷道冲击地压演化时空序列研究。揭示冲击危险性巷道围岩分区破坏特征。弄清冲击危险性巷道围岩分区破裂与冲击地压发生的关系。建立巷道冲击地压发生力学模型，探索巷道围岩中可能的冲击地压启动区，以及启动时机。结合冲击地压案例，反演巷道围岩分区破裂突变诱发冲击启动后，剩余动载荷于围岩介质中，在时间坐标上的迁移特征。依据灾害宏观特征，逆推冲击能量载体（高速运动的煤岩体）在空间坐标上的运动轨迹。揭示冲击性能量在时间序列上的标志性特征与能量载体在空间序列上的标志性特征之间的对应关系。研究结果为冲击地压监测与防治的目标、时机确定研究提供理论基础。

针对目前对冲击地压事件缺乏过程剖析，造成监测与防治针对性低，冲击地压灾害频繁发生这一关键问题，开展基于围岩分区破裂的巷道冲击地压演化时空序列研究。项目采用实验室测试、理论分析、数值模拟及井下工程监测相结合及多学科交叉的研究方法，主要开展了冲击地压巷道围岩分区破裂特征的探测；煤岩体分区破裂与诱发冲击启动载荷源的关系研究；冲击地压物理演化过程剖析；诱发冲击启动载荷源内外因机制实验室试验；冲击地压物理演化过程时间、空间序列对应机制研究等。研究结果表明，煤岩体裂隙结构对其力学性质的控制作用远远大于岩石材料的控制作用；提出了采掘空间煤岩体承受应力（载荷）不连续，导致围岩破裂不连续这一理论认识；动、静载荷量值与冲击启动可能性是正相关关系；静载荷始终存在，其缓慢迁移过程为冲击启动提供静载荷源，是内因；外界附加动载荷，只有在瞬间的加载过程中对既有静载荷造成叠加影响，是外因；开发了基于集中静载荷探测的巷道围岩冲击危险性预评价技术；对冲击地压发生过程进行了重新认识，得到冲击地压演化过程经历冲击启动—冲击能量传递—冲击地压显现，冲击地压演化实质在岩体全应力应变曲线中对应的是岩体峰后发展的过程；将冲击地压发生力学模型与工程结构相结合，得到冲击地压发生的时间序列与空间序列对应关系，时间序列：冲击启动阶段—冲击能量传递阶段—冲击地压显现阶段，依次对应其采掘工程的空间序列：采动围岩极限平衡区—采掘围岩近场弹、塑性围岩区—采掘活动空间；这一研究不仅对冲击地压机理分解研究，还将对后期监测与防治的时机与目标确定研究提供理论指导，从而推动冲击地压在准确预警与有效解危方面上一个新台阶，因此具有一定的科学意义与应用前景。